JPS62104109A - 軟磁性薄膜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えば薄膜磁気ヘッドに用いて好適な軟磁性薄
膜に係わる。

（発明の概要〕 本発明は、Ｆｅ−Ｃｏ−３ｉ　−Ａｆｆｉ系合金にＣｒ
を添加した軟磁性薄膜であり、その組成の特定により高
い飽和磁束密度Ｂｓを有し、透磁率μが高く、特に耐摩
耗性にすぐれた軟磁性薄膜を得るものである。

〔従来の技術〕

各種磁気記録再生装置において、高密度記録化、高周波
数化の要求が高まり、これに対応して高い飽和磁化、高
い保磁力の磁気記録媒体が用いられる。この種の磁気記
録媒体としては、Ｆｅ、　Ｃｏ、　Ｎｉ等の強磁性全屈
の粉末を用いたいわゆるメタルテープや、強磁性金属材
料をベースフィルム上に被着して成るいわゆる蒸着テー
プなどが用いられるに至っている。

これに伴い、この種の磁気記録媒体に対する磁気ヘッド
としては、高い飽和磁束密度と高透磁率のヘッド材料に
よることが要求されると共に、高密度記録の要求から、
磁気媒体と磁気ヘッドとの相対速度が、より速められる
傾向にあり、これに伴ってヘッド材料としてできるだけ
、耐摩耗性が高（、耐蝕性にすぐれているなど、磁気特
性はもとより、化学的に安定で機械的特性にすぐれてい
ることなどが要求される。

この磁性材として、高い透磁率を有し高い飽和磁束密度
Ｂｓを有する非晶質（アモルファス）磁性合金材料を用
いることが考えられているが、この非晶質磁性合金材料
は耐熱性に難点があり、長時間の加熱や熱サイクルによ
り透磁率が大きく劣化し再生効率が悪くなる。特に結晶
化の可能性が大きいので５００℃以上の温度を長時間加
えることはできないものであり、これがため、磁気ヘッ
ドの製造工程において例えばガラス融着のように５００
℃以上の温度での処理を必要とする工程を採ることは好
ましくないなどの問題点がある。

このような状況から、さらに良好な軟磁気特性を示す軟
磁性材料の研究が進められ、例えば山本達治・千葉久喜
共著、「日本金属学会誌」第１４巻Ｂ、第２％（１９５
０年）には、Ｆｅ、　Ｃｏ、　Ｓｉを主成分とするＦｅ
Ｃｏ−５ｉ系合金材料が良好な軟磁気特性を示すことが
軸告されている。

しかしながら、このＦｅ−Ｃｏ−５ｉ系合金材は、極め
て脆弱で実用性に乏しく、そのまま磁気ヘッドのコア材
料として用いることには問題がある。

一方、高密度記録化に伴って記録トラック幅、したがっ
て磁気ヘッドにおける、作動磁気ギャップのトラック幅
の狭小化が要求され、この要求に対応し、しかも特に多
トラツク磁気ヘッドにおいて著しく量産性の向上をはか
ることができるものとして非磁性ないしは磁性基板上に
軟磁性薄膜による磁気へソトコアを被着形成する薄膜技
術を用いた薄膜磁気ヘッドの普及がめざましい。この種
の軟磁性薄膜としてはＦｅ、＾／、Ｓｔを主成分とする
センダスト合金薄膜が注目を集めている。

このセンダスト合金薄膜は、高い飽和磁束密度Ｏｓを有
し、比較的高硬度を有するので、上述したメタルテープ
等のように高い残留磁束密度を有する磁気記録媒体に対
しても通用することが可能である。

しかしながら、このセンダスト合金薄膜は比較的高硬度
を有するものの例えばフェライト材等に比し耐摩耗性及
び耐蝕性に劣る。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上述した諸問題の改善をはかり、飽和磁束密度
Ｂｓ、透過率μの低下を来すことなく、保磁力１１ｃが
小、磁歪λＳが殆ど零、磁気異方性が小さい、すぐれた
磁気的特性を有すると共に、特に耐摩耗性にすぐれた軟
磁性薄膜を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、ｒｅ、　Ｃｏ、　Ｓｉ及びＡｌを主成分とす
る磁性薄膜にクロムＣｒを添加する。

すなわち、本発明は、Ｆｅ、　Ｃｏ、　Ｓｔ及びＡ１を
主成分とし、その組成を、Ｃｏが５〜１５原子％、Ｓｉ
が６〜１７原子％、Ａｌが２〜１３原子％、Ｎが０．５
〜７原子％、残部Ｐｅとする。

尚、上述の組成を有する本発明による軟磁性薄膜の膜厚
としては、１０Å以上１　ｍｓ以下であることが好まし
く、さらに１０Å以上１００μｍ以下であることがより
好ましい。

〔作用〕

上述したように本発明による軟磁性薄膜は、Ｆｅ。

Ｃｏ、　Ｓｉ、　　Ａｌ及びＣｒを主成分とするもので
、Ａｌの添加によってＦｅ−Ｃｏ−５ｉ系軟磁性体に比
し、保磁力や磁歪の小さい透磁率の高い軟磁性体が得ら
れるものであるが、加えて本発明においては、これにＣ
ｒを含有することに特徴があり、これにより、特に耐摩
耗性が向上する。

本発明者等の実験によれば、Ｃｏの含有量が５〜１５原
子％の範囲を外れると、保磁力の増大や透磁率の低下が
見られた。

また、Ｓｉ、　Ａｊ！については、それぞれＳｉが６〜
１７原子％、Ａｌが２〜１３原子％とする必要がある。

これは、Ｓｉ及びＡｌの含有量がこれら範囲を外れると
、例えば保磁力が大となり磁気ヘッドのコア材料として
は使用し得なくなると同時に、飽和磁束密度の低下や透
磁率の低下が見られることによる。これに対し、上述の
範囲とすれば、低保磁力化、高飽和磁束密度化、高透磁
率化が達せられ、更に零磁歪化が得られる。

また、Ｃｒについては、Ｃｒが５原子％未満では高い耐
摩耗性が得られず、例えはセンダストのそれより低くな
り、１５原子％を超えると、飽和磁束密度などの磁気的
特性の低下を招来する。

〔実施例〕

実施例１ ９９．９％以上の純度の純鉄と、電解コバルトと、クロ
ムと、アルミニウムと、９９．９９９％以上の純度のシ
リコンを用いそれぞれ秤量し、高周波誘導加熱炉を用い
てアルミするつぼ内でアルゴンカス中で熔解し直径１０
５ａ＋ｍのターゲット母材を鋳造した。

この母材の両面を平面研削盤により研削し、厚さ５＋ｕ
＋のスパッタリング用のターゲットを作製した。

このターゲットを用いてプレナーマグネトロン型高周波
スパッタリング装置によって結晶化ガラス基板上に厚さ
２μｍの膜厚のスパッタリングを行った・ このスパッタリングの条件は、 到達ガス圧　　　　　　６．ＯＸ　１０−’　Ｔｏｒｒ
基板温度　　　　　　　加熱せず Ａｒガス圧　　　　　　　　？、ＯＸ　１Ｏ−３Ｔｏｒ
ｒ予備スパツタ　　　　　１時間 スパッタ時間　　　　　約１時間 とした。

このようにスパッタリング薄膜を形成した基板を５００
℃で１時間真空アニールし、薄膜の磁気特性、すなわち
飽和磁束密度Ｂｓと、保磁力Ｈｃと、５Ｍｆｌｚの周波
数における透磁率μｅｆｆとを夫々膜組成を変えて測定
した。また、各組成について夫々その摩耗量を測定した
。その結果を第１図に示す。

ここに、摩耗量の測定は、第２図に示すように摩耗量測
定用のダミーヘッド（１１を作製して行った。

このヘッド（υは＠Ｗが３．０ＩＩＩＩｌ、厚さｔが０
．５ｍｍで前方に円筒面状の磁気媒体との対接面を形成
し、この面に被測定薄膜（２）を被着し、このヘッド（
１１を１インチＶＴＲ用の回転磁気ヘッドドラムの合板
に配し、ドラム面から８０μ±５μｍで突出させ、ｒ　
　Ｆｆ３２０ｇ系の磁気媒体に接続させた。この場合、
テープ走行時間５時間毎に膜面（２）を顕微鏡（倍率４
００倍）を用いて、ヘッド（１）の所定位置に付したマ
ーカー（３）からの距離をもってその摩耗量を測定した
。尚、このダミーヘッドへの被測定膜のスパッタリング
は、 到達ガス圧　　　　　　６．Ｏｘ　ｌＯ＝　Ｔｏｒｒ基
体温度　　　　　　　３００〜４００℃Ａｒガス圧　　
　　　　　　？、ＯＸ　１０”’　Ｔｏｒｒ予備スパッ
タリング　　１時間 スパッタ時間　　　　　４〜５時間 とした。そして、各１の組成について６（ｌＩのダミー
ヘッドを用いて、夫々その測定を行ってその平均摩耗量
を第１図に示した。

第１図かられかるように、Ｃｒ添加のＦｅ−Ｃｏ−Ａｌ
−５ｉ系による本発明の軟磁性薄膜は、磁気的特性の低
下を来すことなく時間当りの摩耗量の向上がはかられ、
センダストのそれ０．１２μｓ／ｈｏｕｒより充分小に
なっている。

また、上述の本発明による軟磁性Ｗｌｌｉｌにおいて、
更に耐蝕性や耐摩耗性そのほか各種特性を改善するため
に各種元素を添加剤として加えてもよい。

この添加剤として使用される元素としては、Ｔｉ。

Ｚｒ、　Ｈｆ等のＩＶａ族元素、Ｖ、　Ｎｂ、　Ｔａ等
のＶａ族元素、Ｍｏ、　Ｗ等のＶｌａ族元素、Ｍｎ等の
■ａ族元素、さらに白金族元素として第５周期の白金族
元素、すなわちＲｕ、　Ｒｈ、　Ｒｄ、第６周期の白金
族元素、すなわちＯｓ、　Ｉｒ、　ＰＬ等を挙げること
ができるものであり、これら添加剤の１種または２種以
上を組み合わせて、上記磁性薄膜に対してθ〜１ｏｆｆ
ｉ量％の範囲で添加し得る。

〔発明の効果〕

上述したように本発明による軟磁性薄膜によれば、飽和
磁束密度の低下や、保磁力を高めることなく、高透磁率
を有し、耐摩耗性にすぐれ、更にアモルファス磁性薄膜
におけるような熱的に不安定性のない耐熱性にすぐれた
軟磁性薄膜を得ることができるので、例えば高密度記録
用の￥ｉ膜磁気ヘッドのＷＩｌｉｌ磁気コアとして用い
て、その利益は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は軟磁性薄膜の組成と各特性の測定結果を示す表
図、第２図はその摩耗量測定用ダミーヘッドの拡大斜視
図である。 （ＩＩはダミーヘッド、（２）は被測定薄膜である。 手続補正書 昭和６０年１２月９日 特許庁播官　　宇　１￥　道　部　　殿１　二）５１’
ｌ　の表２ノｑ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　里昭和ＧＯ年　特　許　願　第２４４５６３号２
、発明の名称 軟磁性薄膜 ：３．？＋！ｉ　ｉｆ：、をする者 ！ＩＳ件との関係　　　特許出願人 住　所　東京部品用区北品用６丁目７番３５号名４ｔｓ
：　（２１Ｂ）ソニー株式会社１（表取締役　大　賀　
典　雄 ４、代理人 住　所　東京都新宿区西新宿Ｉ丁目８番１号置　０３−
３４３−５８２１（ｌリ　（新宿ビル）〔ｊ、補正によ
り増加する発明の数 ＋１）　　明細書中、５頁゛１行ＩＮが０．５」をＩ−
Ｃｒが０．５」と訂正する。 （２）　　同、第６頁１５行１ｃｒが５原子％」を１−
Ｃｒが０．５原子％」と訂正する。 （３）　　同、＠６頁１６行〜１７行［例えば・・・低
くなり、」を削除する。 （４）　　同、第９頁ｌＯ行〜１１行Ｅはかられ・・・
ている、」を「はかられている、」と訂正する。 （５）図面中、第１図を別紙のように補正する。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　Ｃｏが５〜１５原子％、Ｓｉが６〜１７原子％、Ａｌ
   が２〜１３原子％、Ｃｒが０．５〜７原子％、残部Ｆｅ
   の組成を有することを特徴とする軟磁性薄膜。